Бактерии на электродах из нановолокна очистят сточные воды

15.07.2017

Ученые из Корнельского университета разработали инновационный конкурентный материал для очистки сточных вод от загрязнений. В основе новой разработки - углеродные наноэлектроды с токопроводящим покрытием из 3,4-этилендиокситиофена.

Электроды были созданы методом электроспина из углеродного нановолокна и покрыты электропроводящим полимером, который называется PEDOT. После того как на электрод наносят это покрытие, на нем начинает расти слой электрически активных бактерий Geobacter sulfurreducens, которые производят электрический ток и передают электроны следующему электроду.

Бактерии питаются загрязнениями из сточных вод и производят электричество, а токопроводящее нановолокно создает для них благоприятную среду.

Новый материал сможет значительно снизить стоимость производства электродов и тем самым сделать доступнее процесс водоочистки.

В будущем сидящие на электродах бактерии смогут захватывать загрязнения прямо из воды, протекающей мимо них, и перерабатывать их. Эта технология позволит водоочистным сооружениям занимать меньше места и повысить производительность.

Ученые создали углеродное нановолокно методом электроспина и карбонизации. Нановолокно становится видимым глазу спустя несколько часов электроспина.

В разработке использовалось углеродное нановолокно, поскольку оно обладает высокой пористостью и биологической совместимо с бактериями. Добавление PEDOT повысило эффективность электрода.

<< Назад: Робомобили смогут принимать решения, основанные на нравственности 15.07.2017

>> Вперед: Время хранения данных в SSD увеличено в тысячи раз 14.07.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Прогнозирования землетрясений по царапинам разломов 01.02.2025 Проблема прогнозирования землетрясений волновала человечество на протяжении всей истории. Несмотря на развитие науки и технологий, точно предсказать время и место этих разрушительных явлений природы до сих пор остается сложной задачей. Однако, новое исследование, проведенное учеными, открывает удивительную подсказку в этом вопросе: крохотные изогнутые царапины на плоскостях разломов. Эти незаметные на первый взгляд отметки могут рассказать о том, где возникали прежние землетрясения и как они распространялись, предлагая исследователям новый подход к прогнозированию будущей сейсмической активности. Сегодня этот метод активно внедряется для изучения важнейших разломов по всему миру, в том числе и в сейсмически опасных районах Калифорнии. Команда ученых разработала инновационную технику анализа разломов, способную усовершенствовать предсказание землетрясений благодаря определению точек зарождения подземных толчков, отслеживанию их распространения и прогнозированию мест, где разрушения могут быть наиболее серьезными. Полученные результаты помогают специалистам определить начальные зоны и динамику прошлых землетрясений. Понимание этих аспектов играет ключевую роль в дальнейшем прогнозировании возможных сценариев развития будущих сильных толчков вдоль ключевых линий разлома. Ученые выяснили, что на плоскостях разломов остаются характерные изогнутые царапины - они похожи на следы от шин при резком повороте на высокой скорости. Благодаря анализу этих "шрамов" можно узнать, с какой стороны землетрясение дошло до определенного участка разлома. "Поверхности разломов накапливают эти изогнутые царапины, хотя недавно мы не догадывались об их существовании или не знали, как правильно их толковать", - рассказывает геолог Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор исследования Ник Барт. Подобные изогнутые царапины были зафиксированы на разломах после ряда крупных землетрясений, в частности, после землетрясения Риджкрест 2019 года в Калифорнии. С помощью компьютерного моделирования удалось подтвердить, что форма и направление этих следов свидетельствуют о том, как распространялось землетрясение. Главным отличием этого исследования является демонстрация того, что описанная методика пригодна для установления "отпечатков" даже доисторических землетрясений. Универсальность такого подхода позволяет применять его к различным разломам планеты, помогая готовиться к возможным подземным толчкам и лучше оценивать сейсмические риски в глобальном масштабе. Место зарождения землетрясения и направление его движения оказывают существенное влияние как на силу толчков, так и на время, когда их ощутят люди. Например, уже показано, что мощное землетрясение, начинающееся в районе Солтон-Си и движущееся по северному направлению вдоль разлома Сан-Андреас, может повлечь за собой более серьезные последствия для Лос-Анджелеса, чем землетрясение, эпицентр которого располагается ближе к городу и распространяется в противоположную сторону. С другой стороны, если бы сильный толчок начался подальше от крупных населенных пунктов, существует вероятность, что системы раннего предупреждения, в частности SMS-уведомления, успеют предоставить жителям крупных городов, таких как Лос-Анджелес, примерно минуту на подготовку - это может спасти множество жизней. Новое исследование, открывающее связь между мелкими царапинами на разломах и историей землетрясений, представляет собой важный шаг на пути к более точному прогнозированию этих разрушительных явлений природы. Полученные данные могут быть использованы для разработки новых методов прогнозирования и оценки сейсмических рисков, что в конечном итоге поможет спасти жизни и снизить масштаб разрушений от землетрясений.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025